BIM-Anforderungen von Ingenieuren

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1 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult BIM-Anforderungen von Ingenieuren Arbeitskreis BIM, Ingenieurkammer Sachsen

2 Firmenporträt TragWerk Partner IT-Beratung Standorte Dr.-Ing. Sebastian Fuchs Fachlich: Bauinformatik, BIM, Multimodelle Dr.-Ing. Frank Purtak Methodisch: Software-Factories, MDSD Dresden Dipl.-Ing. Wolfgang Döking Technologisch: Java, Eclipse RCP Stuttgart Mitarbeiter

3 Ingenieurkammer Sachsen Berufsständische Vereinigung von Ingenieuren Regelung der Berufsordnung und des Standesrechts Förderung der Zusammenarbeit verschiedener Ingenieurdisziplinen Mitwirkung an Gesetzen und Verordnungen, die das Berufsfeld von Ingenieuren betreffen > 3000 Mitglieder vertritt ~ Mitarbeiter in Ingenieurbüros ~ 450 Mio. Umsatz p.a. der Ingenieurbüros ~ 5,6 Mrd. Bauvolumen p.a.

4 Building Information Modeling BIM ist die ganzheitliche Arbeitsweise mit allen Daten des gesamten Baulebenszyklus in digitaler Form. Scherer, Schapke (Hrsg.) Informationssysteme im Bauwesen Bd. 1, 2, Springer, 2015

5 BIM auf Industrieniveau ein evolutionärer Prozess 1. Ziele festlegen 2. Weichen stellen 3. Nicht falsch abbiegen (c)

6 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult BIM-Projekte in Planungs-ARGEn

7 BIM im Ingenieurbüro Teil der unternehmensinternen Optimierung 3D-Planung seit ca. 15 Jahren Stand der Technik Überwiegend hohe IT-Affinität der Ingenieure IT-Infrastruktur i.d.r. bereits vorhanden Zur Zeit umfangreiches BIM-Marketing (Über-)Hohe Verfügbarkeit / Bewerbung von BIM-Tools (Über-)Hohes Angebot von Weiterbildungs- und Informationsveranstaltungen Offene Frage: Optimierung worauf? BIM ja aber was und wie?

8 Herausforderungen in Planungs-ARGEn Bauwerke sind Werke, keine Waren Iterativer, kreativer Planungsprozess Mangelfreies Bauwerk vs. fehlerfreie Planung Jeweils neuartige Zusammensetzung der ARGE-Partner Getrennte Verantwortungsbereiche aber fachliche Schnittstellen / Überschneidungen Dennoch gemeinsame, konsistente Planungsleistung Projektindividuelles Informationsmanagement Kein Definition of Done Innere juristische und wirtschaftliche Strukturen sind teilweise konträr zum Gesamtziel Qualitätswettbewerb vs. Preiskampf Stufenweise Beauftragung Auskömmlichkeit der Honorare abhängig von der Partnerschaftlichkeit Probleme unabhängig von BIM Digitalisierung könnte diese aber verstärken

9 Wahrung der Chancengleichheit der KMU im digitalen Wandel 1. Technologien: Big Open Smart BIM 2. Menschen: BIM-Kompetenz bei allen Beteiligten 3. Richtlinien: Schrittweise Einführung einer VO-BIM 4. Prozesse: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator Egger; Hausknecht; Liebich & Przybylo 2014

10 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult 1. Technologien Big Open Smart BIM Machine to Machine Communication (c)

11 Bauinformationsprozesse in KMU-ARGEn: Big + Open Verschiedene Software Big Open BIM 1 Software 1 Disziplin Alle Disziplinen Maß der Kollaboration Klassifikation erfasst keine DATENQUALITÄT

12 System des Informationsaufbaus in BIM [Scherer, 2015] 1. Geometrie (Das ist die Eintrittskarte in BIM) 2. Semantik (Bezeichnung, Grundbemusterung, Katalogelemente) 3. Topologie (z.b. räumlich Raumbuch) 4. Verhalten (erweiterte Semantik, Bemusterung) 5. Interoperabilität (Datenformate Sprachproblem) 6. Verlinkung im Modell (Topologien, Gruppierungen) 7. Verlinkung zwischen Modellen (Kollaboration) 8. Ontologie (mit Fachwissen schlussfolgern) 9. System (Vollständigkeit prüfen Qualitätskontrolle) 10. Modelltransformation (Synchronisation)

13 Ideal - Vollständig formalisierte Daten Verschiedene Software Big Open Smart BIM 1 Software 1 Disziplin Alle Disziplinen Smart : Vollständig formalisierte Daten Teilweise formalisierte Daten Maß der Kollaboration Klassifikation erfasst DATENQUALITÄT

14 Modelle vs. Dokumente Datenmodelle Explizite Semantik (Kleiner Interpretationsspielraum) Strukturiert automatisiert verarbeitbar (Algorithmen) Meta-Modelle formal prüfbar (Vollständigkeit, Widerspruchsfreiheit,...) Datenbanken, XML, Ontologien Dokumente Implizite Semantik (Großer Interpretationsspielraum) informal Nutzung vorrangig durch Personen inhaltlich nicht mit vertretbarem Aufwand automatisiert erfassbar , Zeichnungen, Fotos, Video,... Ableitung möglich

15 Ableitung von Plänen aus der BIM-Planung BIM-Modelle IT-Ziel für Bauprojekte: Vollständigkeit + Korrektheit Informationsprozesse Modellmanagement

16 Tabellenkalkulationen sind hochflexible Dokumente - aber keine BIM-Modelle! TragWerk Consult Keine formale Bausemantik Daten, aber keine definierte Information Konzepte: Zeilen, Spalten, Zellen Problemloser Datenaustausch nur in geschlossenen Nutzerkreisen Flexibles Rechenwerkzeug Tabellarische Strukturierung von Daten möglich Hoher Nutzerkreis VisiCalc 1979

17 IFC vs. BIM (c) Visualisierung von IFC-Objekten mittels Java3D [Theiler, Tauscher, Tulke & Riedel, 2009] Keine Maschinenbau-Semantik in IFC vorhanden. IfcProxy-Elemente: Untypisierte Elemente, ausschließlich geometrische Repräsentation Für BIM müssen alle Elemente explizit typisiert werden automatisierte Weiterverarbeitung

18 Freie Properties in Gebäudemodellen (c) Autodesk Revit Key / Value, ~Freitext, nicht formalisiert Dokumentencharakter Official IFC Property Sets DIN SPEC (BIM-Klassifizierung nach STLB-Bau) Pset_SpaceCommon GrossPlannedArea [IfcAreaMeasure] NetPlannedArea [IfcAreaMeasure] PubliclyAccessible [IfcBoolean]... Zur Zeit kaum Unterstützung durch gängige CAD-Software

19 Lösungsansätze für Smart BIM Keine IfcProperties ohne PropertySet-Definition / formal beschriebene Kataloge Aufteilung der Daten auf unterschiedliche Fachmodell-Typen Multimodelle Keine IFC-Proxies (ohne verlinkte Semantik) Big Open Smart BIM Verschiedene Software Alle Disziplinen Vollständig formalisiert

20 Smart BIM ist eine offizielle Vision Stufenplan Schweiz Digital Planen, Bauen und Betreiben 2017

21 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult 2. Menschen BIM-Kompetenz bei allen Beteiligten Nachbau der Zuse Z3 (cc) CC BY-SA 3.0

22 MMC Ausschreibung MMC Angebot MMC Vertrag MMC AV-FT- Ausschreibung MMC Planungsänderung MMC AV-FT- Planung MMC NT-Angebot MMC Logistiksimulation MMC Leistungsmeldung MMC Montagesimulation MMC Risikosimulation TragWerk Consult Digitalisierung der Industrie vs. BIM im Planungsbüro Industrie Prozesse Externe Schnittstellen Interoperabilität Ingenieurbüro Projekte Interne Schnittstellen (BIM)-Software-Tools Auftraggeber Ausschreibungscontrolling Vertrag Planungsänderung Nachtragscontrolling Leistungscontrolling Risikomanagement Auftragnehmer Mefisto Angebotsbearbeitung Vertrag Ausführungsvarianten Nachtragserstellung Leistungsfeststellung Baustellenplanung Montageuntersuchung Externe Mefisto Fertigteilplanung Logistiksimulation Montagesimulation (c) Graphisoft Schnittstellen Auftraggeberinformationsanforderungen BIM-Projektabwicklungsplan BIM-Koordination IFC, MVD, BCF, MMC,...

23 Rollen in der Digitalen Transformation Bauinformatik Methoden Prinzipien Normen Fachanwender BIM- Kompetenz Softwareentwicklung

24 BIM-Kompetenz statt BIM-Ingenieure 1. BIM als permanenten Wandel begreifen 2. Vergleichbare, gestufte, standardisierte BIM-Qualifikation 3. Mitwirkung bei Normung und Standardisierung

25 BIM-Kompetenz 1. BIM als permanenten Wandel begreifen 2. Vergleichbare, gestufte, standardisierte BIM-Qualifikation VDI Richtlinie 2552, Blatt 8 3. Mitwirkung bei Normung und Standardisierung 4. Ingenieur als Generalist: Universelle MINT-Hochschulausbildung, Keine Studienrichtung BIM-Ingenieur

26 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult 3. Richtlinien Schrittweise Einführung einer VO-BIM

27 Theoretische vs. empirische Erkenntnisse Hattest Du schon mal BIM? Nein - Aber ich habe viel darüber gelesen! (c)

28 (Idealer) Stand der Technik 1. AIA Auftraggeberinformationsanforderungen 2. BAP BIM-Abwicklungsplan 1. Pre-Tender 2. Post-Tender 3. BIM-Pflichtenheft IDM Information Delivery Management MVD LOD PSD Meta MMT Model View Definition LOD-Definition PropertySet- Definition Metadaten- Management Multimodell- Templates Worst Case: Aufwendungen für JEDES Bauprojekt NEU notwendig

29 Ziele einer VO-BIM VOB Optionale Ergänzung des BGB -Werksvertrages um typische Bauprojekt-Besonderheiten VO-BIM Optionale Ergänzung des BGB -Werksvertrages um typische BIM-Besonderheiten 1. Keine Zeit + Honorar zur Klärung des datentechnischen Planungsablaufes verschwenden 2. Schaffung und Wiederverwendung von BIM Best Practices 3. Quasi-Standard für BIM-Planungsprozesse 4. Juristischer Quasi-Standard 5. Anwendbar für den Großteil typischer Bauprojekte

30 Möglicher Aufbau einer VO-BIM Textueller Teil Ausführbare Regelsätze BIM-Pflichtenheft IDM Information Delivery Management MVD LOD PSD Meta MMT Model View Definition LOD-Definition PropertySet- Definition Metadaten- Management Multimodell- Templates Inhalt für jedes Bauprojekt gleich

31 Lösungsansätze zur Einführung einer VO-BIM TragWerk Consult Einfach: Nur Aufnahme etablierter und verfügbarer Inhalte, Stand der Technik Relevant: Mglw. Teilung nach Sparten: Hochbau, Tiefbau, Infrastruktur,... Inkrementell: Einfach beginnen und mit BIM-Evolution fortschreiben Neutral: Keine Festlegung auf Hersteller nur offene Standards nutzen Digital Ausführbar: Implementierte Regeln zur neutralen Prüfung der Daten-/Prozessqualität Gemeinsam: Gestützt durch die Mehrheit der Baubeteiligten Verbände + Organisationen Top-Down: Anwendung bestehender Methoden zur IDM-Erzeugung Bottom-Up: Analyse empirischer Daten zu BIM-Prozessen Repräsentative Pilotprojekte

32 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult 4. Prozesse Neutraler BIM-Gesamtkoordinator

33 Partnerschaftlich trotz BIM TragWerk Consult BIM-propagierte Partnerschaftlichkeit In Planungs-ARGEn bereits ohne BIM gelebt Treten Risiken im Planungsprozess auf, kann die Partnerschaftlichkeit leiden Kein BIM-Problem, sondern Projekt-inhärent Digitalisierung der Bauwirtschaft kann Partnerschaftlichkeit erschweren Höhere Erwartungshaltung an Planungszeiten / -kosten / -tiefe (Noch) keine gemeinsame Vorstellung eines BIM-Informationsprozesses Höhere Änderungsfrequenz Mehr Änderungszyklen Mehrere Varianten Aufweichung des Status Freigegeben Vorverlagerung Verkürzung der Planungsphasen Wechselnde Softwareprodukte mit unterschiedlichen Bedienungskonzepten Hybride Projekte Gleichwertigkeit von BIM-Modell und Plan Offene Entscheidungen, Umentscheidungen des Bauherrn Ausschreibung vor Abschluss der Ausführungsplanung erfolgreicher BIM-Prozess könnte KMUs nicht zugetraut werden

34 Lösungsansatz: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator TragWerk Consult Aufrechterhaltung der Partnerschaftlichkeit Sorgt für Einhaltung des BIM-Execution-Plans (bspw. nach VO-BIM) Keine fachlichen Entscheidungen, nur Prozessmanagement IT-Analogie: Scrum-Master Oftmals firmenextern Fokus auf Teambildung Schlichter und Lösungsherbeiführer Agil, inkrementell, Add Value to Product Keine geschlossene Organisationsstruktur in Planungs-ARGEn

35 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult Fazit

36 Wahrung der Chancengleichheit der KMU im digitalen Wandel 1. Technologien: Big Open Smart BIM 2. Menschen: BIM-Kompetenz bei allen Beteiligten 3. Richtlinien: Schrittweise Einführung einer VO-BIM 4. Prozesse: Neutraler BIM-Gesamtkoordinator Egger; Hausknecht; Liebich & Przybylo 2014

37 Dr.-Ing. Sebastian Fuchs TragWerk Consult Fragen?